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PLAN INSTRUCCIÓN CONTINUADA
Línea Cardiovascular
Suplemento II
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Consideración inicial.
Dado el enorme desarrollo del portafolio de de productos de Garmisch Pharmaceutical, en
especial la Línea Cardiovascular, es de suma importancia que la fuerza de ventas tengan
las bases elementales que les permita comprender y dimensionar los productos que
requieren ser difundidos a los médicos de nuestro interés.
Es cierto que el tiempo en el consultorio es corto y los mensajes deben ser igualmente
breves y precisos. Pretender dar cátedra a un especialista sobre lo “bueno” de un
medicamento, es ilógico e imposible; sin embargo esto no justifica que un representante
carezca del conocimiento básico y elemental requerido para crear interés de lo que
promueve.
Un buen ejecutivo de cuenta debe tener la capacidad de aprovechar cualquier fisura que
dé el médico para dialogar y reafirmar conceptos positivos sobre un medicamento hasta
obtener la anhelada prescripción. Esto únicamente se logra si se comprende a fondo lo
que se siembra y si se habla el idioma de médico.
Por lo tanto el Departamento Médico de Garmisch Pharmaceutical ha preparado una serie
de Instructivos (Manuales) que aportan los conocimientos básicos para ejercer una labor
convincente.
Para cada línea de productos y antes de estudiar particularmente a cada uno de ellos en
su indicaciones (enfermedad sobre la cual actúa) y su mecanismo de acción (fisiopatología
que corrige), se inicia con el estudio de las nociones de base como anatomía y fisiología
del sistema donde actúa (cardiovascular, digestivo, nervioso, etc.).
Luego de comprendidos estos conceptos, se les presenta de forma individual la patología,
y las propiedades farmacológicas y clínicas de cada producto.
Los temas se exponen solo con la profundidad necesaria que favorezca la comprensión de
los representantes; distan mucho de ser un material para el médico.
Con el fin de facilitar la lectura y aprendizaje, los manuales de estudio se presentan en
fascículos seriados.
A continuación encuentran el Fascículo II orientado a la fisiología de la contracción
muscular cardiaca, conceptos de electrofisiología y electrocardiograma.
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Fisiología de la contracción muscular, del corazón y
los vasos sanguíneos.
Noción de electrofisiología cardiaca.
Introducción:
Los órganos del sistema cardiovascular son eminentemente motores; para hacerlo la
pared del corazón y las arterias, principalmente las de mediano y pequeño calibre, se
forman de tejido muscular, el cual con su actividad de contracción y relajación, imprimen
el movimiento para que el corazón impulse la sangre y las arterias regulen el caudal.
Cuando se trastorna la contracción muscular o se altera el ritmo cardiaco, el sistema
colapsa. Por lo tanto la actividad y patología del sistema cardiovascular están íntimamente
ligadas a la estructura y fisiología de la fibra muscular, y de los impulsos eléctricos que
imprimen el ritmo que da sincronía a su función. Si no se conocen estos temas, es
imposible comprender los medicamentos que regularizan sus funciones.
Propiedades generales de la célula muscular:
Los miocitos, así se denominan las células que forman el tejido muscular, deben cumplir
un solo propósito: lograr el movimiento con base a contracción (reducir su longitud) y
relajación (dejarse estirar y volver a su longitud original).
Siempre la célula muscular obedece a estímulos eléctricos o
humorales que la excitan, produciendo la aglomeración de las
proteínas funcionales que la forman (actina y miosina). Este
estímulo hace que se acorte el músculo.
En el músculo esquelético esta tensión se traslada a sus
extremos, los cuales por lo general están unidos a otras
estructuras de tal forma que los desplaza, acercándolos. Así
propicia el movimiento en el aparato locomotor. Después se
relaja. Esta actividad expresada en movimiento no es gratis, se
acompaña de un alto consumo de energía acompañada de
traslado de electrolitos en la membrana celular.
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Estructuralmente la célula muscular o miocito tiene una configuración muy distinta si se
compara con la tradicional célula redonda con un prominente núcleo central. Es alargada
con forma de huso (fusiforme). Dispone varios núcleos celulares. Una característica
importante es la presencia de filamentos de proteínas especializadas en la contracción
muscular denominadas actina y miosina. Como lo veremos estas se ubican en paralelo,
una en frente de la otra para que, al ser estimuladas, se unan formando “grumos” y
acorten la longitud del miocito.
La célula muscular cambia su estructura dependiendo del tipo de tejido que forme:
Existen tres tipos de tejido muscular: Músculo estriado esquelético, músculo liso o visceral
y músculo cardiaco o miocardio. En cada uno de ellos las características de la miofibrilla es
distinta.
Características del músculo esquelético:
El músculo esquelético al verlo en el microscopio presenta estrías, de ahí su nombre.
Como se verá en detalle las estrías están determinadas
por las sarcómeras, unidades funcionales de contracción
que se acortan e imprimen movimiento a los huesos del
esqueleto donde se anclan. Una de sus características de
la fibra es que los núcleos se ubican en la periferia.
Abundan las mitocondrias (organelos que producen
energía) dado que el músculo, por ser sometido a
constante esfuerzo, requiere de mucha energía e irrigación sanguínea. Su contracción es
rápida, soporta poco la fatiga. Principalmente obedecen a estímulos voluntarios.
Características del músculo liso:
Sus fibras son cortas y forman un sincitio (se
entrecruzan y se unen íntimamente); su núcleo es
central; no tienen diferenciadas las sarcómeras por lo
tanto al microscopio no se aprecian estrías (por eso
se denomina liso); es de movimientos lentos;
obedecen
a
estímulos
neurovegetativos
involuntarios. El tejido puede contener incluidos
centros neuronales que autónomamente lo llegan a
estimular.
Característica del músculo cardiaco o miocardio:
Se podría decir que es una mezcla de los anteriores. Las fibras que lo forman son cortas,
con núcleo celular central, tienen estrías determinadas por sarcomeras al igual que el
músculo esquelético, pero con una gran diferencia funcional, se entrelazan y su
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citoplasma se une con otras células formando una trama, es decir un sincitio (disposición
de las células miocárdicas en que comparten membrana y citoplasma celular formando
una red intercomunicada); esto favorece que un
estímulo se propague por todo el corazón y que la
contracción sea sincrónica permitiendo los
movimientos rítmicos de contracción (sístole) y
relajación (diástole).
Las fibras miocárdicas obedecen a estímulos
externos, involuntarios provenientes del sistema
neurovegetativo autónomo (no voluntario) o
humoral. Además poseen la propiedad de ser auto
excitables y lograr la contracción sin estímulos
externos; esta propiedad es evidente en las células del aparato cardionector del corazón
(marcapasos). Sus movimientos son rápidos, sincrónicos y requieren de una alta irrigación
sanguínea y es muy resistente a la fatiga.
La mitocondria como fuente de energía:
La mitocondria es un minúsculo organelo que se ubica dentro de las células. Tiene forma
de “salchichita” microscópica, pero fisiológicamente es la megafábrica de la energía que
requieren los tejidos y las células en general para poder cumplir con su cuota metabólica y
fisiológica; en el músculo, la contracción.
Como bien se conoce, la energía biológica se acumula en las moléculas del ATP (adenosin
trifosfato). La mitocondria trasforma glucosa en ATP; todo en presencia de oxígeno. Entre
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más sea la intensidad de trabajo del tejido, por ejemplo el muscular, el número de
mitocondrias debe ser mayor y por ende el consumo de oxígeno.
Estructura de la sarcomerá, unidad funcional del músculo esquelético y
cardiaco:
Figura: Fibra muscular estriada esquelética
Como lo hemos mencionado, la sarcomera es la unidad funcional del músculo estriado. Es
donde se genera la contracción y el movimiento luego de un estímulo. Es una estructura
conformada por filamentos de proteínas llamadas: “actina y miosina” y unas placas
fibrosas donde se anclan los filamentos de actina (Bandas o Líneas Z).
La actina:
Tiene un peso molecular inferior a la miosina (es el filamento delgado, ver figura). Uno de
sus extremos se une de forma perpendicular a una placa transversal fibrosa, no elástica, la
denominada Banda o Línea Z. El otro extremo queda
libre y de manera opuesta se enfrenta a otro filamento
de actina que igualmente se extiende e inserta a otra
Línea Z (analicen la figura que de por sí se explica).
El espacio entre dos Líneas Z es lo que se denomina
sarcómera. Varias sarcómeras se unen y forman la fibra
muscular. La banda A que aparece en la figura
corresponde a la sobre posición de la actina y la
miosina; al verla a través del microscopio se ve oscura.
Tropomiosina:
El filamento de actina no está solo, existen otras moléculas que se entrelazan a su
alrededor como la tropomiosina, es el filamento en azul de la siguiente figura; cuando el
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miocito está en reposo, la tropomiosina cubre las estructuras de anclaje donde se une la
miosina. En la contracción debe correrse y dejarlas al descubierto.
Troponina:
Otra proteína que se “pega” a la actina es la troponina. Tiene forma de botones; en la
figura están representados en verde. Más adelante se analiza sus características y función.
La miosina:
Es una proteína pesada, más gruesa que la actina. La forman fracciones moleculares con
aspecto de L. La rama larga de la L se ubica paralela a la actina y se enlaza con otras ramas
largas (se ejemplarizan en la siguiente figura, en amarillo). La rama corta de la L (cabeza de
la miosina) se dirige perpendicularmente a la actina con el propósito de unirse y
aglutinarse (contraerse); este enlace provisional hace que se deslice la actina hacia el
centro de la sarcómera disminuyendo su longitud.
El acortamiento se favorece gracias a la forma como la actina se ubica sobre la miosina:
Por cada fibra de miosina, alrededor como una funda, la cubren 6 filamentos de actina; es
como un tubito de actina que en su interior contiene un filamento de miosina.
Es interesante apreciar que la fibra de miosina en su parte media (figura siguiente) invierte
el sentido de las L; como veremos esto tiene su razón de ser, puesto que la miosina debe
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atraer a la actina, tanto de su lado derecho como izquierdo, siempre hacia el centro. Esto
acerca las Bandas o Líneas Z y produce la contracción.
Interacción molecular de la actina y la miosina, en la contracción:
Para que la actina y la miosina cumplan con la contracción requieren de medios para
acoplarse, arrastrarse y así lograr disminuir la longitud de la fibra muscular.
Como ya lo mencionamos la actina contiene dentro de su estructura, sitios especializados
para que se acoplen las ramas cortas de la miosina; igualmente cuando la fibra está en
reposo, estas porciones de contacto están cubiertas por la tropomiosina; así se controla la
contracción, cuando no se descubren está negada.
Al ser estimulada la fibra muscular la tropomiosina se corre y deja expuestos los sitios de
anclaje de la actina, así permite que se acoplen las ramas cortas de la miosina con lo cual
se produce el deslizamiento de la miosina dentro de los filamentos de actina; de esta
manera se acorta la sarcómera y se produce la contracción.
La troponina:
Como se mencionó, para que la tropomiosina se desplace y deje expuestos los sitios de
enlace de la actina, se requiere la intervención de la troponina.
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La troponina tal como se aprecia en la figura superior a la derecha, dispone de tres caras
(facetas moleculares) con actividades fisiológicas distintas; cada una tiene nombres
diferentes y funciones especiales.
Por ejemplo la parte llamada Troponina T (TN-T) tiene como función unir el botón a la
actina, es decir función de anclar (la porción en azul).
La Troponina C o TN-C (parte del botón en morado) es quien activa la contracción: En
presencia del calcio proveniente de la despolarización, la Troponina C se une al calcio y
desencadena el desplazamiento de la tropomiosina liberando los sitios de unión para que
se forme el complejo actina /miosina.
La otra faceta corresponde a la Troponina Inhibitoria o TN-I (parte del botón en blanco)
tiene como función regularizar la contracción y favorecer la relajación muscular.
De forma elemental la contracción se
produce por el deslizamiento activo de la
actina sobre la miosina con el consecuente
acercamiento de las dos Lineas Z.
Lo anterior se resume en la presente figura:
En la parta alta, en azul, se muestra el
deslizamiento de las moléculas de la actina
sobre la miosina con el consecuente
acercamiento de las Líneas Z. Esto conlleva
al acortamiento de la miofibrilla (fibra
muscular) y por ende a la contracción.
En la parte baja de la figura se ilustra las
moléculas adicionales relacionadas con la
actina y que intervienen en la contracción.
Electrofisiología de la contracción muscular:
Para que suceda la contracción muscular debe presentarse una serie de acontecimientos
fisiológicos, todos relacionados con electricidad a nivel celular. Al igual que las “baterías
eléctricas”, la célula funciona con iones (partículas de átomos o moléculas con carga
eléctrica positiva o negativa).
Iones que intervienen en la actividad eléctrica celular:
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Un ion es una partícula de un átomo o una molécula cargada eléctricamente.
Recordemos lo elemental de un átomo: Se forma de un núcleo que
contiene protones, neutrones y unos satélites que giran alrededor del
núcleo, los electrones. El núcleo tiene carga positiva (los protones son
positivos y existe uno por cada electrón – en rojo) y la carga del
electrón es negativa. Esta distribución de las cargas hace que el
núcleo atraiga a los electrones, no los deja ir, solo giran a su
alrededor.
Sin embargo, las moléculas que se forman de átomos intercambian electrones y cuando se
disuelven en un medio que las disocie como el agua, se separan dejando partículas
cargadas eléctricamente, son los iones.
Estos pueden tener diferente carga eléctrica, positiva o negativa. Veamos algunos
ejemplos del origen de los iones que intervienen en la actividad eléctrica de una célula.
Iones de Sodio y Cloro:
Se pueden obtener del la sal común, cloruro de sodio
(NaCl). Esta molécula se compone de dos átomos que en
estado estable se unen al compartir un electrón. Cuando
se disuelve en agua se separan, quedando el sodio sin un
electrón y el cloro lo recibe. De esta forma se producen
dos iones, el cloro negativo (Cl- porque recibió un electrón
negativo) y el sodio positivo (Na+, porque soltó un
electrón negativo y el núcleo queda con un protón positivo), cuando se retira el agua
vuelven a unirse, se forma una vez más el cloruro de sodio y los cristales de sal que
conocemos (derecha de la figura).
Iones de potasio:
El mismo proceso ocurre con la formación de otros iones, por ejemplo del cloruro de
potasio (KCl). Al disolverse se ioniza formando los iones de potasio positivos (K+) y los
iones de cloro negativos (Cl-).
Iones de calcio:
Así mismo pasa con el cloruro de calcio (CaCl 2) que al ionizarse produce tres iones: Dos
iones cloro negativos (2 Cl-) y un ion calcio doblemente positivo (Ca++). Se explica la doble
polaridad del calcio puesto que este átomo tiene la propiedad de poder ceder dos
electrones, que en el caso del cloruro de calcio, los comparte con dos átomos de cloro. Al
separarse la molécula por hidrólisis, el calcio cede dos electrones que se van con los
átomos de cloro, por lo tanto queda doblemente positivo.
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En la figura que sigue reafirmamos el concepto de ion. La definición más simple: Un ion es
parte de un átomo o molécula cargada eléctricamente:
Ion Positivo: A la izquierda de la figura vemos
que uno de los electrones abandona el átomo
(los electrones tienen carga negativa). En el
núcleo se encuentra por cada electrón un
protón que tiene carga positiva. Si el electrón
sale de su órbita y se va para otro átomo, la
parte que queda se carga positivamente; es
decir se forma un ion positivo.
Ion negativo: A la derecha de la figura superior vemos que un átomo recibe un electrón
cuya carga es negativa; en el núcleo no hay más protones que equilibren la carga eléctrica
recibida, entonces éste átomo o ion adquiere una carga eléctrica negativa; se denomina
ion negativo.
Los iones son los principales protagonistas de la actividad eléctrica celular.
Cuando los iones negativos y positivos fluyen a través de una membrana marcan
diferencias de potencial eléctrico (producen corriente eléctrica).
Concepto de potencial eléctrico:
El término potencial al ponerse como adjetivo hace mención a potencia, capacidad de
desempeño, etc. Cuando este adjetivo se liga a la electricidad de una estructura quiere
decir que esta tiene la capacidad producir un trabajo: generar y transmitir electricidad
cuando se requiera.
El ejemplo es una batería que está conectada a unos bombillos. Si está en reposo
(polarizada, cargada), tiene alto potencial de
producir electricidad; si se cierra el interruptor
fluye y se consume la electricidad, se prenden los
bombillos pero se descarga la batería. Como el
sistema debe continuar funcionando, la batería
debe recargarse.
Recordemos que las células excitables actúan
como una batería, es decir pueden estar en reposo
con un alto potencial eléctrico, el cual cuando se estimula, suelta la carga eléctrica y se
descarga, esto se denomina despolarización celular. De inmediato debe volverse a cargar,
repolarizarse; como se ha mencionado para ello la célula dispone de su propia dinamo, la
bomba de sodio/potasio.
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Estado de polarización (reposo) y despolarización (manifestación del
potencial eléctrico) de una fibra muscular:
Los principales iones que intervienen en la actividad eléctrica de la fibra muscular son: ion
sodio (Na+), ion potasio (K+) e ion cloro (Cl-). Unos se ubican dentro de la célula,
denominado compartimiento intracelular y otros fuera de ella, espacio o compartimento
extracelular. La ubicación de estos iones depende si la célula esta en reposo (cargada
eléctricamente o polarizada), o se encuentra descargada luego de aportar su carga
eléctrica (célula despolarizada).
Célula polarizada, o en reposo, o con alto potencial eléctrico:
En este estado el exterior de la membrana
celular debe estar positivo. Las cargas positivas
las aporta el ion sodio (Na+). La parte interna
de la célula debe estar negativa. La negatividad
está dada principalmente por las proteínas del
citoplasma. El potencial eléctrico de la célula
polarizada es alto.
Célula despolarizada, o con bajo potencial eléctrico:
Cuando a una célula polarizada llegan estímulos que puedan pasar el umbral de
excitación, se abren unos conductos para que entre el (Na+), se denominan canales
rápidos de sodio. Este ingreso es abrupto y obliga a que el potasio salga de la célula. Pero
este potasio (K+) sale de forma lenta de tal manera que en un pequeñísimo instante el
interior celular se sature de cargas positivas; el exterior de la célula es negativo. El
potencial eléctrico es bajo; se descarga la célula.
Repolarización celular, efecto de la “dinamo”:
Cuando la célula deja de recibir estímulos, debe cargarse nuevamente, es decir volver a
subir su potencial eléctrico. La membrana dispone de una “maquinaria molecular”,
llamada la bomba de sodio/ potasio. Su función básica es sencilla:
-
De forma activa y con el consumo de energía proveniente del ATP, toma el sodio
intracelular y lo expulsa hacia el exterior. Para ello abre el canal y a través de él lo
transporta.
-
El potasio ingresa más lentamente por el canal distendido. El transporte es activo y
se favorece por las cargas negativas intracelulares que lo atraen y las cargas
positivas del sodio que lo repelen.
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Así la célula se repolariza y se establece una vez más el potencial eléctrico.
A continuación, con base a una gráfica y un enlace en internet, se puede reafirmar estos
conceptos.
En la figura presente se esquematiza la bomba de sodio (Na)/potasio (K). De izquierda a derecha se
numeran y explican los eventos que suceden:
Número 1: Se ven el exterior e interior de la célula. El potencial de la célula está por debajo de -15
milivoltios (mV). Está descargada. En ella la bomba (esquematizada en verde),inicia la
repolarización y captura del interior celular tres iones de Na+.
En el número 2: Se muestra como la salida del sodio es una reacción activa que consume energía;
esta proviene del ATP (Adenosin Tri-Fosfato, o adenosina más 3 moléculas de fósforo). Para ello se
requiere de una enzima que se encuentra en la bomba y se encarga de fraccionar el ATP en ADP
(pasa de adenosina mas tres átomos de fósforo a dos). Al romperse el enlace deja libre un átomo de
fósforo y libera mucha energía la cual saca al exterior celular 3 iones de sodio de forma activa.
Número 3: Dos iones de potasio son transportados del espacio extracelular al interior de la célula. El
canal está permeable al potasio.
Número 4: Luego que entra el potasio se cierra el canal. Se ha restablecido la polaridad y el
potencial eléctrico se ha recuperado (en el ejemplo ha pasado a -150 mV).
Se sugiere abrir el siguiente enlace donde se presenta un video que ayuda a la
comprensión del tema (Sombree y copie el enlace y péguelo en el navegador):
http://www.youtube.com/watch?v=w5uaZ2nV0qg
Excitación celular:
Es importante tener presente que toda célula, con capacidad de excitarse, requiere de un
estímulo que logre desencadenar la despolarización.
Existen excepciones, por ejemplo algunas neuronas y las fibras miocárdicas,
principalmente las que forman los nódulos del aparato cardionector, son capaces de
autoexitarse y lograr de forma autónoma, la despolarización.
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Para que se produzca la despolarización de la membrana celular, esta tiene que someterse
a una intensidad determinada de estímulos hasta el punto que sean suficientes para lograr
excitarla y ocasionar la despolarización. Cuando sucede este hecho, se habla que “pasó
el umbral de excitación”. Si la intensidad
del estímulo es inferior al umbral de
excitación no se genera potencial de
acción (descarga).
Las células excitables obedecen a la ley
del todo o nada; es decir, el potencial de
acción no aumenta ni disminuye con la
intensidad del estímulo; se produce
cuando se alcanza el umbral de
excitación, o no se produce; pero nunca
toma valores intermedios. Es por esto que
existen mecanismos inhibitorios que
regularizan la intensidad de los estímulos
(células inhibitorias, neurotransmisores inhibitorios, etc.). En la figura adjunta se grafica la
actividad eléctrica de una neurona. Más adelante se amplían estos conceptos.
La respuesta de una miofibrilla frente a la excitación:
La fibra muscular, tanto la esquelética como la cardiaca, obedece a estímulos externos
provenientes del sistema nervioso o a través de moléculas excitatorias (estímulo
humoral). Igualmente recordar que pueden logran la autoexcitación, ejemplo algunas
neuronas y el miocardio. Como se verá oportunamente, todos ellos se valen de moléculas
excitatorias o inhibitorias denominadas transmisores, que al acoplarse con un receptor de
la membrana celular, desencadenan la reacción de despolarización. Cuando estos
transmisores excitan a la miofibrilla cardiaca se desencadenan reacciones
electrofisiológicas que concluyen con la contracción muscular:
Explicación de la figura (potencial eléctrico en una neurona): En el esquema de la izquierda
se presenta el estado polarizado de la célula con un potencial eléctrico alto expresado en
milivoltios (-70mv), con sus cargas positivas afuera y las negativas adentro. Para que la
célula inicie la contracción, debe recibir un estímulo excitatorio. La célula se despolariza
liberando la energía, quedando así con un bajo potencial eléctrico (pasa de -70 mv a + 20
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mv) las cargas quedan negativas afuera y positivas adentro (esta variación eléctrica es lo
que se mide en un electrocardiograma).
¿Cuál es el resultado de la actividad eléctrica en la membrana de una
++
miofibrilla?: Favorecer el ingreso del ion calcio (Ca )?
El Ion calcio (Ca++) es el verdadero gatillo que desencadena la contracción
miocárdica.
En estado de reposo o polarizado, el ion calcio se encuentra por fuera de la célula, en el
sarcolema (envoltura externa de la
miofibrilla) y en una serie de
tubitos que se ubican en el interior
del miocito (es el calcio del
reservorio intracelular).
Cuando la célula se despolariza,
abre unos orificios en la membrana
celular, los denominados canales
lentos de calcio. En la figura
adjunta se puede apreciar el
ingreso de calcio por estos canales.
Los canales están formados por una molécula altamente especializada quien se encarga
de regularizar la permeabilidad de la membrana para que el calcio pueda ingresar. Esta
molécula proteica es la calmodulina.
En la figura se
esquematiza su
función.
Cuando sucede la
despolarización
mediada por el
sodio, la
calmodulina se
aglutina, se
contrae, con lo
cual forma un
canal (a manera de
un tubito) por
donde dejar entrar
al calcio.
Nota:
La calmodulina (CaM)
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es una proteína celular, de bajo peso molecular que se encuentra principalmente en el cerebro y el
corazón. Se ubica en la membrana celular y es uno de los reguladores en la transformación de un
estímulo eléctrico en una respuesta distinta, como abrir entradas o canales para que circule, en
este caso el calcio. Esta acción de la calmodulina se denomina transducción del calcio, es decir que
convierte un impulso eléctrico en el ingreso del calcio a la célula.
++
En resumen la CaM tiene alta afinidad por el calcio (Ca ). Actúa como un receptor gracias a que
presenta cuatro sitios de unión con alta afinidad por el ion Ca, unión que siempre es reversible.
La calmodulina realiza un papel muy importante en el metabolismo energético pues se une a
enzimas que intervienen en el aporte de energía para la actividad celular (ejemplo se une a la
enzima fosforilasa quinasa, involucrada en el metabolismo del ATP). Es importante destacar que
presenta una estructura molecular similar a la troponina C (tiene una semejanza del 70%), lo cual le
permite influir en la sincronización de la contracción muscular.
Recordemos brevemente como se lleva a cabo el proceso de polarización y repolarización
de una célula excitable como la miofibrilla:
Resumen: PASOS QUE CONLLEVAN A LA CONTRACCIÓN DEL MIOCARDIO.
-
Sucede un estímulo: Tomemos como estímulo desencadenante de la contracción el
proveniente del sistema nervioso central, a través del botón terminal de una neurona
excitatoria adrenérgica.
-
La descarga eléctrica en el botón terminal del axón de una neurona adrenérgica, hace
que se liberen los transmisores químicos, adrenalina y noradrenalina.
-
Ya en el espacio sináptico (es el espacio extracelular) la adrenalina y la noradrenalina
buscan y se acoplan a los receptores denominados beta o alfa adrenérgicos ubicados
en la membrana del miocito.
-
Este acople excita a la célula (hasta el punto de sobrepasar el umbral de excitación) e
inicia el proceso de despolarización: Entra el sodio y sale el potasio. Cambia la
polaridad de la célula.
El canal por donde entra el sodio se denomina canal rápido, es el primero que actúa en
la despolarización.
-
El evento eléctrico resultante de la despolarización mediada por el sodio conduce a que
la membrana celular se haga permeable al calcio (donde interviene activamente la
calmodulina). Como estos canales se abren después de los del sodio, se les denomina
canales lentos. El calcio que penetra desde el exterior celular a la célula, gracias a la
despolarización, se denomina calcio estimulador.
-
El calcio estimulador al ingresar llega a la membrana de los reservorios intracelulares,
allí ocasión la apertura de otros canales ubicados en las paredes de los túbulos
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trasversos. De esta manera sale el calcio del reservorio intracelular y se dirige a la
miosina. Este calcio se llama calcio activador.
-
El calcio activador se dirige y ubica cerca de la miosina para activar la enzima
atepeasa de miosina. Esta reacción libera la energía acumulada en el ATP que está
ubicado en el interior celular.
-
La energía liberada conduce a:
o Que la tropomiosina se desplace liberando los sitios de acople de la miosina.
o Que la troponina favorezca el acople de la actina con la rama corta de la
miosina.
o Que esta se retuerza y a manera de movimientos semejantes a remar,
obligue al deslizamiento de la actina.
o Que se acorte la sarcómera.
-
Por los eventos anteriores se produce la contracción.
-
Cuando cesa el estímulo el músculo se relaja, se puede repolarizar la célula. Sale el
sodio, entra el potasio y la polaridad se revierte una vez más, positivo afuera y
negativo adentro; se restablece el potencial eléctrico. Con relación al calcio, este sale
hacia el exterior célular y el resto se reubica en los reservorios intracelulares.
-
El músculo se distiende y retoma su longitud original.
Estos sucesos fisiológicos se presentan a nivel de los músculos cardiaco y liso arterial, por
lo tanto, dependiendo de su contracción y relajación, pueden regular la actividad del
corazón y el calibre de las arterias; es decir maneja el trabajo cardiaco y la presión arterial.
Se sugiere abrir el siguiente enlace donde se presenta un video que ayuda a la
comprensión del tema (Sombree y copie el enlace y péguelo en el navegador):
http://www.youtube.com/watch?v=DwncW3Q1z7w&oq=contracci%C3%B3n%20muscula
r&gs_l=youtube..0.5j0l5.8272.14035.0.17384.20.20.0.0.0.0.415.3982.4j8j3j4j1.20.0.ytns%
2Cpt%3D-40%2Cn%3D2..0.0...1ac.1.11.youtube.BMBv_kxJJqI
Ritmo cardiaco: contracción y relajación sincrónica (sístole y
diástole).
La contracción del músculo cardiaco no puede ser masiva ni caótica, debe ser sincrónica y
evolutiva:
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-
-
-
Para que la sangre llegue al corazón las aurículas deben estar relajadas, abiertas
(diástole auricular).
A su vez los ventrículos deben estar contraídos luego de expulsar la sangre con presión
(sístole ventricular).
Para que la sangre continúe en movimiento, de forma inmediata los ventrículos deben
relajarse, abrir su cavidad (diástole ventricular) y a su vez las aurículas deben contraerse
(sístole auricular).
Este ciclo tiene que ser sincrónico y de acuerdo con la demanda de sangre en la
periferia, por lo tanto el movimiento del corazón es rítmico, alternando sístoles y
diástoles, en función del tiempo: ritmo cardiaco.
Para que esto suceda los estímulos que logran la despolarización y contracción del
miocardio no pueden ser masivos ni generalizados, si fuese así se paralizaría el flujo de
sangre. Tienen que ser progresivos y rítmicos. Esta función es patrimonio del sistema
cardionector.
En la figura siguiente se resume el sistema de conducción eléctrico del corazón: Nódulo sinusal SA; Nódulo
auriculoventricular AV, haz de Hiss (con sus dos ramas) y fibras de Purkinje.
Para que se produzca la contracción sincrónica y cíclica del corazón (más o menos 70
pulsaciones por minuto), debe regirse por su propio sistema estimulador, el aparato
cardionector, quien recibe y obedece a estímulos externos
(por ejemplo del sistema nervioso simpático) o de los
impulsos eléctricos que nacen de él; un corazón aislado del
cuerpo, sigue latiendo rítmicamente.
El ciclo de la actividad miocárdica se inicia en el nódulo
sinusal (destello en amarillo en la parte alta de la aurícula
derecha); de allí se propaga a las aurículas estimulando la
contracción; a la vez el estímulo desciende hasta activar el
nódulo de relevo, el aurículoventricular (representado en
óvalo amarillo inferior al nódulo sinusal); prosigue por el haz
de Hiss y sus ramas derecha e izquierda, enviando impulsos
despolarizadores a los ventrículos, derecho e izquierdo por
medio de terminaciones que se incrustan en las fibras musculares (Fibras de Purkinje)
ocasionando la contracción o sístole ventricular.
1. La actividad arriba descrita se vale de las propiedades intrínsecas de la fibra muscular
cardiaca:
-
-
Batmotropismo: Excitabilidad (capacidad de responder a estímulos).
Inotropismo: Capacidad de contracción en presencia de estímulos excitatorios, por
ejemplo el sistema nervioso simpático tiene acción inotrópica positiva, es decir,
estimula la contracción del miocardio.
Cronotropismo: Posee la propiedad de regular el potencial de acción en función del
tiempo. Actúa según la demanda de sangre en la periferia. El sistema nervioso
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-
-
simpático aumenta la frecuencia de los latidos cardiacos (taquicardia), el sistema
nervioso parasimpático la disminuye (bradicardia).
Dromotropismo: Es la capacidad de conducir los estímulos que se originan, por
ejemplo en el nódulo sinusal. El sistema nervioso simpático tiene un efecto
dromotrópico positivo (aumenta la conducción), el parasimpático la disminuye.
Lusitropismo: Propiedad de relajación del corazón bajo ciertos estímulos.
Conceptos básicos sobre el Electrocardiograma (EKG):
En cardiología el electrocardiograma es la herramienta básica para el diagnóstico,
tratamiento y evolución de las enfermedades del corazón. Conocer a profundidad su
interpretación (lectura) es cosa del especialista. Sin embargo como visitadores cuya
responsabilidad es presentar al médico especialista el más grande portafolio de
medicamentos de marca en cardiología, debemos conocer a lo sumo los conceptos físicos
que integra.
¿Qué es el electrocardiograma?
El electrocardiograma (EKG) es la representación gráfica de los diferentes eventos
eléctricos que se suceden en el corazón. Como lo hemos visto el miocardio es una masa
muscular apreciable, que cuando se despolariza y repolariza, emite descargas eléctricas
que se pueden medir a distancia (actividad bioeléctrica).
Bases electrofísicas:
El comportamiento de la corriente eléctrica es similar tanto a nivel celular (electricidad
biológica), como la apreciada en los electrodomésticos que nos rodean. Términos como
voltaje, polaridad, amperaje, corriente continua o alterna, algunos de ellos aparecen
citados en un electrocardiógrafo.
Para poder detectar y medir la actividad eléctrica, se han desarrollado diferentes aparatos
que tienen la capacidad de poner en evidencia un
potencial eléctrico y seguirle el curso cuando actúa.
Indiferenciadamente se denominan galvanómetros, una
herramienta que mide las variaciones de corriente
eléctrica que suceden en un circuito. La pueden expresar
según la tensión (voltaje) y polaridad.
El resultado de las variaciones se expresan de forma
análoga (con números), por ejemplo en la figura adjunta
es una flecha que se mueve sobre una escala numérica, o
puede hacerse evidente la actividad del circuito de forma
más dinámica utilizando agujas inscriptoras que se
mueven sobre superficies (papel térmico como el usado en el EKG), donde trascriben un
trazado dinámico con cordenadas relacionando la actividad eléctrica en función del
tiempo (el papel corre a una velocidad constante y predeterminada).
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Pero estos aparatos ¿qué podrían medir en una célula como la neurona o el miocardio?
Recordemos que el comportamiento de este tipo de célula es similar al de una batería;
cuando están en repozo (polarizadas) su potencial eléctrico es máximo, plena carga.
Tomemos como ejemplo la figura de la izquierdar. Esta
es una batería de carro; si queremos medir la carga o
potencial eléctrico debemos colocar un electrodo, cable
rojo sobre el polo positivo (en la célula sería el exterior
de la membrana) y el electrodo negro sobre el polo
negativo (sería el inteior en la célula). Si está cargada el
aparto nos indica el voltaje máximo que tiene en ese
momento la batería y que puede liberar.
Apréciese que el resultado expresado numéricamente lo
antecede el signo+, si invertimos la polaridad, cambiando los electrodos, el resultado es
negativo. Eso es lo que pasa en las células donde encontramos que el máximo potencial
eléctrico se expresa con signo menos, por ejemplo, -70 milivoltios (interior celular). La
tensión (voltaje) de una célula es supremamente bajo, a duras penas alcanza a la milésima
parte de un voltio = milivoltios, mv).
Los eventos electrofisológicos arriba mencionados se pueden objetivizar. Todo lo hace un
aparato denominado electrocardiógrafo. Revisemos brevemente sus características.
El electrocardiógrafo
(Aparato que mide y traza las fluctuaciones eléctricas del corazón).
De forma rudimentaria podemos decir que el electrocardiógrafo es un voltímetro
altamente especializado, sofisticado y, en la época actual, digitalizado.
Su función se circunscribe a captar, amplificar y transcribir los eventos eléctricos que se
originan en la actividad miocárdica como:
-
El estímulo excitatorio (puede ser originado en el sistema nervioso neurovegetativo y
humoral).
La respuesta a la excitación con alteración del potencial eléctrico en el marca paso
(NV)
La conducción por sistema cardionector.
La actividad eléctrica originada por la despolarización y repolarización del miocardio
(sístole y diástole auricular y ventricular).
Ejemplos de electrocardiógrafo:
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Las dos figuras corresponden a modelos de electrocardiógrafos de diferentes épocas, uno
representa los inicios de la electrónica y el otro los actuales altamente digitalizados,
prácticos y de tamaño reducido.
Al igual que el voltímetro, para detectar la corriente eléctrica, el electrocardiógrafo
requiere conectarse con el cuerpo a través de conductores (cables), los electrodos. Estos
son 10, cuatro para los miembros (brazos y piernas) y 6 para colocarlos en áreas definidas
cerca al corazón (precordiales).
¿Qué es lo que mide el electrocardiograma?
Recordemos que el ritmo cardiaco involucra la actividad eléctrica generada por las células
especializadas del aparato cardionector, la contracción y relajación de los ventrículos y de
las aurículas. Toda esa actividad obedece a eventos eléctricos que incluye intercambio
iónico (electrolitos), que generan campos de actividad eléctrica.
Como lo hemos mencionado estos campos son medibles y pueden graficarse. Se
consideran dos factores, el voltaje en función del tiempo. Esto se ilustra en la siguiente
gráfica correspondiente a una neurona:
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En reposo la célula polarizada tiene su máximo potencial eléctrico (la neurona lo tiene en
menos 70 mV); como dijimos, si se mide y grafica la actividad en función del voltaje y el
tiempo, se forma una curva que representa la actividad eléctrica de la célula:
Al inicio la curva es plana indicando que la célula está en estado de reposo con un
potencial eléctrico alto, -70 mv. Luego se aprecia una
pequeña elevación que vuelve y baja, este evento
corresponde a la llegada del estímulo el cual de
inmediato inicia la despolarización representada en el
ascenso brusco de la gráfica; el pico máximo logra pasar
la barrera del 0, hasta +40 mv. Pico determinado por la
lenta salida del potasio lo que hace que internamente y
por un tiempo muy corto la célula este altamente
positiva; este momento se considera el inicio de la
repolarización. Como dijimos es un tiempo muy corto y
de inmediato se inicia el descenso de la curva indicando
la recuperación del voltaje (repolarización). La curva incluso llega a estar por debajo del
potencial de reposo; en esta parte la célula se vuelve refractaria, es decir que es resistente
a los estímulos (aprovecha este tiempo “para darse un descanso de recuperación”);
pasado este periodo acepta una vez más otro estímulo y el ciclo se repite.
Lo mismo sucede en la fibra del miocardio, pero a diferencia de la neurona la curva
presenta una configuración diferente, el tiempo del inicio de la repolarización es más largo
(lento), prolongado lo que hace que se presente una meseta en la curva. La razón de este
trazo se debe a la actividad el calcio el cual modifica el potencial eléctrico tal como
veremos a continuación:
ACTIVIDAD ELÉCTRICA EN LA FIBRA MUSCULAR (Potencial de Acción
cardiaco = PA):
El número 4 de la gráfica corresponde al estado de reposo celular con un alto potencial
eléctrico. El número cero (0) corresponde a la despolarización con alto ingreso de los iones
de sodio con un pico adicional debido a la saturación
de cargas positivas en el interior. Los descensos 1 y 3
respectivamente corresponden a la inactivación de los
canales para el sodio y activación de la bomba de
sodio/potasio, es decir inicio y consolidación de la
repolarización celular. La meseta, distinguida con el
número 2, corresponde a la apertura de los canales de
calcio dependientes del voltaje (como ya lo vimos,
corresponden a los canales lentos que favorecen el ingreso del calcio para que se
produzca la contracción).
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Entonces ¿qué es lo que se mide en un electrocardiograma?
Desde el momento en que el nódulo sinusal recibe un estímulo o se auto excita,
desencadena la cascada que lleva a la contracción y relajación del miocardio de forma
sincrónica y progresiva. El impulso eléctrico se propaga a las aurículas, estimulan el nódulo
aurículoventricular quien a su vez hace relevo y lo transmite al haz de Hiss el cual, por
medio de las ramas derecha e izquierda y sus terminaciones incrustadas en la masa
muscular ventricular (Fibras de Purkinje), distribuye el impulso despolarizador a todo el
ventrículo.
Todos estos eventos bioeléctricos se detectan en el electrocardiógrafo, inscribiendo
curvas.
La actividad de
cada área del
corazón inscribe
su propia curva.
La actividad del
nódulo sinusal, la
contracción
auricular, del
nódulo AV, la
conducción por el
haz de Hiss, etc.
Cuando todas
estas curvas se
superponen, dan
como resultado el
trazado de la
parte inferior de la
figura, es decir el
trazado electrocardiaco o electrocardiograma (EKG).
En la parte superior se representa el típico trazado de un electrocardiograma. Se inscribe
en un papel especial que está cuadriculado en milímetros. Como dijimos el papel se
desplaza horizontalmente a una velocidad constante (25 mm/seg) y la aguja inscriptora
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se desplaza perpendicularmente dependiendo del voltaje. El resultado es una gráfica cuya
interpretación permite diagnosticar el normal o mal funcionamiento del corazón.
A groso modo el significado de cada ondulación de la curva atañe a:

Onda P:
Corresponde a la despolarización auricular, tanto de la aurícula derecha (parte inicial
de la onda P) y de la izquierda (final de la onda P).

Complejo QRS:
Cuando los ventrículos, derecho e izquierdo se despolarizan, ocasionan este trazado,
más potente que el de las aurículas puesto que compromete mayor masa muscular.
La pequeña depresión que tiene al inicio de la onda Q indica el comienzo de la
despolarización ventricular, la RS indica la contracción ventricular.

La onda T:
La onda T representa la repolarización de los ventrículos.
Con relación a la curva de repolarización de las aurículas no se puede ver en un EKG
común y corriente. Esta queda oculta por el trazo del complejo QRS.
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Corolario del electrocardiograma: Dependiendo de las condiciones fisiológicas del sistema
cardiovascular o de los trastornos patológicos que pueda presentar el corazón, se modifica
este trazado. Su interpretación es todo un tratado y especialidad en la práctica médica. En
este manual no nos adentramos en ello.
Ejercicio de comprensión de la lectura: Adjunto encuentran un formulario guía el cual debe
ser contestado con base al acopio de lo comprendido.
Departamento Médico Garmisch Pharmaceutical.
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